CN108951876A - 一种耐腐蚀合金球型支座 - Google Patents

Abstract

本发明属于桥梁建筑结构技术领域，具体涉及一种耐腐蚀合金球型支座。本发明提供的耐腐蚀合金球型支座包括上支座板、下支座板、球冠衬板、转动摩擦副和第一滑动摩擦副，所述上支座板、下支座板和球冠衬板均由耐腐蚀合金材料制成，这样能够实现转动摩擦副和滑动摩擦副高耐磨、低滑动系数功能，因此无需焊接平面不锈钢滑板和球面不锈钢滑板，不存在支座板和不锈钢滑板之间不贴合导致的不锈钢滑板变形的问题，提高了球型支座的可靠性，简化了球型支座结构，降低了材料成本和制造成本。采用该合金材料具有优良的耐候性，支座表面无须进行表面涂装处理，因此大大降低了支座板表面腐蚀损坏的几率，降低了球型支座的维护修复成本。

Description

一种耐腐蚀合金球型支座

技术领域

本发明属于桥梁建筑结构技术领域，具体涉及一种耐腐蚀合金球型支座。

背景技术

目前常见的球型支座主要有上支座板、球冠衬板、下支座板及锚栓组件 等组成，支座上支座板下表面上焊接平面不锈钢滑板与球冠补衬板上镶嵌的 非金属滑板形成平面滑动摩擦副，实现支座滑动功能；支座球冠衬板的凸球 面包表面包覆球面不锈钢滑板或表面镀铬后与球面非金属滑板形成转动摩 擦副，实现支座转动功能。支座上支座板、球冠衬板及下支座板一般采用 ZG270～500、Q345、耐候钢等材料制成，表面进行防腐涂装以防止支座锈蚀。 球型支座目前存在以下问题：1)不锈钢焊接与基材不贴合问题，不锈钢滑 板与支座板通过周边焊缝进行焊接，容易出现两层金属不贴合问题，在使用 时滑板压应力搓动下容易出现变形，影响支座使用性能；2)不锈钢滑板与 支座座板间的焊缝较难防护，容易出现腐蚀导致支座不锈钢滑板开裂失效； 3)支座钢件表面通过涂装进行防腐，在吊装、运输及施工过程中容易造成 涂层受损，导致支座出现腐蚀，需要经常进行维护与修复，造成人力和物力 资源浪费，同时也由于支座维修影响营运。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题是：现有的球型支座为了防止磨损需 要在支座板上设置不锈钢滑板，不锈钢滑板容易出现变形影响支座使用性能； 同时不锈钢滑板与支座板之间的焊缝难维护容易出现缝隙导致支座不锈钢 滑板开裂失效。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐腐蚀合金球型支座，所述 耐腐蚀合金球型支座包括上支座板、下支座板、球冠衬板、转动摩擦副和第 一滑动摩擦副，所述球冠衬板的下端通过转动摩擦副与所述下支座板转动连 接，上端通过第一滑动摩擦副与所述上支座板滑动连接；所述上支座板、下 支座板和球冠衬板均由耐腐蚀合金材料制成。

本发明的有益效果：本发明提供的耐腐蚀合金球型支座包括上支座板、 下支座板、球冠衬板、转动摩擦副和第一滑动摩擦副，所述上支座板、下支 座板和球冠衬板均由耐腐蚀合金材料制成，这样能够实现转动摩擦副和滑动 摩擦副高耐磨、低滑动系数功能，因此无需焊接平面不锈钢滑板和球面不锈 钢滑板，不存在支座板和不锈钢滑板之间不贴合导致的不锈钢滑板变形的问 题，提高了球型支座的可靠性，简化了球型支座结构，降低了材料成本和制 造成本。采用该合金材料具有优良的耐候性，支座表面无须进行表面涂装处理，具有很高的耐磨耐腐蚀性能，因此大大降低了支座板表面腐蚀损坏的几 率，不需要频繁的对支座板维护和修复，降低了球型支座的维护修复成本。

进一步地，所述耐腐蚀合金球型支座还包括转动块、导向滑板和销钉， 所述转动块位于上支座板和下支座板之间，所述销钉的一端嵌设在所述下支 座板的外侧壁上，所述转动块的一侧设有安装孔，所述销钉的另一端位于所 述安装孔内；所述转动块相对的另一侧与所述导向滑板固定连接，所述导向 滑板与所述上支座板之间形成导向滑动摩擦副；所述转动块由耐腐蚀合金材 料制成。

进一步地，所述上支座板向下突出形成连接部，所述转动块位于所述下 支座板的外侧壁和所述连接部之间，所述导向滑板和所述连接部的内侧壁之 间形成所述导向滑动摩擦副。

进一步地，所述转动摩擦副包括凹球面、下凸球面和球面滑板，所述下 支座板的上端设有所述凹球面，所述球冠衬板的下端为与所述凹球面配合的 下凸球面，所述凹球面的上端面嵌设有所述球面滑板；所述球面滑板与所述 下凸球面相贴合构成所述转动摩擦副。

进一步地，所述第一滑动摩擦副包括平面滑板；

所述球冠衬板的上端为平面结构，所述平面滑板嵌设在所述球冠衬板的 上端面，所述平面滑板的上端面与所述上支座板的下端面相贴合构成所述第 一滑动摩擦副。

进一步地，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分；0.82～1.29重量份 的镁，0～0.48重量份的铁，0～0.24重量份的铬，0～0.19重量份的锌， 0.91～1.45重量份的硅，0～0.09重量份的铜，0.61～1.11重量份的锰，0～ 0.1重量份的钛，95.05～97.66重量份的铝。

进一步地，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分：0.82重量份的镁， 0.91重量份的硅，0.61重量份的锰，97.66重量份的铝。

进一步地，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分；1.29重量份的镁， 0.48重量份的铁，0.24重量份的铬，0.19重量份的锌，1.45重量份的硅， 0.09重量份的铜，1.11重量份的锰，0.1重量份的钛，95.05重量份的铝。

进一步地，还包括锚固装置，所述上支座板和梁体、下支座板和墩台均 通过所述锚固装置相连。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明中纵向活动型的所述耐腐蚀合金球型支座的主视示意图；、

图2为本发明中纵向活动型的所述耐腐蚀合金球型支座的右视示意图；

图3是本发明中横向活动型的所述耐腐蚀合金球型支座的主视示意图；

图4为本发明中固定型所述耐腐蚀合金球型支座的主视示意图；

图5为本发明中多向活动型的所述耐腐蚀合金球型支座的主视示意图；

图6是图1的A部放大图。

其中图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、耐腐蚀合金球型支座，11、上支座板，111、连接部，12、下支座板， 121、球面滑板，13、球冠衬板，131、平面滑板，14、锚固装置，15、转动 块，151、安装孔，152、导向滑板，16、销钉。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图 和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突 的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图6所示，本发明提供了一种耐腐蚀合金球型支座1，所述耐 腐蚀合金球型支座1包括上支座板11、下支座板12、球冠衬板13、转动摩 擦副和第一滑动摩擦副，所述球冠衬板13的下端通过转动摩擦副与所述下 支座板12转动连接，上端通过第一滑动摩擦副与所述上支座板11滑动连接； 所述上支座板11、下支座板12和球冠衬板13均由耐腐蚀合金材料制成。

本发明提供的耐腐蚀合金球型支座1包括上支座板11、下支座板12、 球冠衬板13、转动摩擦副和第一滑动摩擦副，所述上支座板11、下支座板 12和球冠衬板13均由耐腐蚀合金材料制成，这样能够实现转动摩擦副和滑 动摩擦副高耐磨、低滑动系数功能，因此无需在球冠衬板13上焊接球面不 锈钢滑板、在上支座板11上焊接不锈钢滑板，简化了球型支座结构，降低 了材料成本和制造成本，由于不需要焊接不锈钢滑板，因此也不存在支座板 和不锈钢滑板之间不贴合导致的不锈钢滑板变形的问题，提高了球型支座的 可靠性。采用该合金材料具有优良的耐候性，支座表面无须进行表面涂装处 理，具有很高的耐磨耐腐蚀性能，因此大大降低了支座板表面腐蚀损坏的几 率，不需要频繁地对支座板维护和修复，降低了球型支座的维护修复成本。

并且釆用耐蚀性优良的合金材料作为支座主体材料，即可保证支座的良 好力学性能和低摩擦系数、低磨耗的摩擦副性能，又可以保证支座免涂装条 件下的耐久性。同时本申请提供的耐腐蚀合金球型支座1还具有如下优点。

1)本发明提出的支座主体材料具有强度高、耐磨性能及耐蚀性能好、 与聚四氟乙烯滑板(即球面滑板121和平面滑板131)或改性超高分子量聚 乙烯滑板(即球面滑板121和平面滑板131)等组成的摩擦副具有较小的滑 动摩擦系数。

2)上支座板11及球冠衬板13采用一体结构设计，无须在上支座板11 上焊接额外的平面不锈钢板和导向不锈钢滑板，解决了焊接不锈钢滑板产生 的不锈钢滑板与支座上支座板11和球冠衬板13贴合不实的问题及焊缝腐蚀 造成支座失效的问题，有效提高了支座的可靠性。

3)节省了不锈钢材料费用，简化了支座结构，取消了支座大量焊接工 序，降低支座制造费用，减少了焊接过程对环境污染和对焊接人员伤害问题， 具有较好的社会经济意义。

4)支座主体材料采用本合金材料具有优良的耐蚀性能，支座金属表面 不需进行涂装，避免了支座在运输、安装等过程中造成涂层脱落而进行额外 补漆问题。另外由于涂层老化等原因，需定期对支座防护进行维护，增加了 支座维护成本，本新型耐蚀支座无需涂装，可以大大降低支座维护费用。

具体的，所述上支座板11和球冠衬板13均是由耐腐蚀合金材料制成的， 上支座板11具有较小的滑动摩擦系数和优良的耐腐蚀性能，其耐摩擦性能 和耐腐蚀性能能够满足第一滑动摩擦副对于耐摩擦和耐腐蚀性能的要求，因 此不需要在上支座板11的下表面焊接平面不锈钢滑板和连接部111内表面 焊接的导向不锈钢滑板，消除了平面不锈钢滑板和导向不锈钢滑板焊接环节， 简化了上支座板11的结构；由于不需要焊接用于防止腐蚀的平面不锈钢滑 板和导向不锈钢滑板，因此就不存在平面不锈钢滑板与上支座板11下表面 不贴合而导致使用时平面不锈钢滑板在压应力搓动下容易出现变形影响支 座使用性能的问题；同时用于整个上支座板11和球冠衬板13都是由耐腐蚀 合金材料制成的，因此不需要设置防腐涂层，不会出现因涂层受损，导致支 座出现腐蚀需要经常进行维护与修复的问题，能够节省维护花费的人力和物 力资源，保证球型支座的连续正常运行使用；同时由于上支座板11和球冠 衬板13均是整体由耐腐蚀合金材料制成的，不会出现上支座板11和平面不锈钢滑板开裂失效的问题。

所述下支座板12和球冠衬板13均是由耐腐蚀合金材料制成的，球冠衬 板13具有较小的转动摩擦系数和优良的耐腐蚀性能，其耐摩擦性能和耐腐 蚀性能能够满足转动摩擦副对于耐摩擦和耐腐蚀性能的要求，因此不需要在 球冠衬板13的下表面焊接球面不锈钢滑板，消除了球面不锈钢滑板焊接环 节，简化了球冠衬板13的结构；由于不需要焊接用于防止腐蚀的球面不锈 钢滑板，因此就不存在球面不锈钢滑板与球冠衬板13上表面不贴合而导致 使用时球面不锈钢滑板在压应力搓动下容易出现变形影响支座使用性能的 问题；同时用于整个下支座板12和球冠衬板13都是有耐腐蚀合金材料制成 的，因此不需要设置防腐涂层，不会出现因涂层受损，导致支座出现腐蚀需 要经常进行维护与修复的问题，能够节省维护花费的人力和物力资源，保证 球型支座的连续正常运行使用；同时由于下支座板12和球冠衬板13均是整 体由耐腐蚀合金材料制成的，不会出现下支座板12和球面不锈钢滑板开裂 失效的问题。

如图1至图6所示，所述耐腐蚀合金球型支座还包括转动块15、导向滑 板152和销钉16，所述销钉16的一端嵌设在所述下支座板12的外侧壁上， 所述转动块15的一侧设有安装孔151，所述销钉16的另一端位于所述安装 孔151内；所述转动块15的另一侧与所述导向滑板152固定连接，所述上 支座板11向下突出形成一个连接部111，具体的，所述上支座板12的端部 向下突出形成所述连接部111，其中所述连接部111位于所述下支座板12 的外侧，所述导向滑板152与所述连接部111的内侧壁之间能够相对滑动形 成导向滑动摩擦副。如图6所示，其中所述安装孔151的厚度略大于所述销 钉16的厚度，不会影响上支座板11相对于下支座板12产生相对转动，以 满足上支座板11的转动需求。进一步地，所述转动块15位于所述下支座板 12和所述连接部111之间，所述连接块相对于所述安装孔151的另一端嵌设 有导向滑板152，所述导向滑板152与所述连接部111的内侧壁之间能够相 对滑动形成导向滑动摩擦副，以适应上支座板11和下支座板12在活动方向 滑动。由于所述转动块15和上支座板11均是由耐腐蚀合金材料制成因此不 需要在所述下支座板12侧侧壁面焊接导向不锈钢滑板，这样能够进一步简 化结构，同时保证球型支座的耐摩擦和耐腐蚀性能。

优选地如图1至图5所示，所述转动摩擦副包括凹球面、下凸球面、球 面滑板121，所述下支座板12的上端设有所述凹球面，所述球冠衬板13的 下端为与所述凹球面配合的下凸球面，所述凹球面的上端面嵌设有所述球面 滑板121，所述凹球面与所述球面滑板121转动连接；所述下凸球面的下端 面与所述球面滑板121相贴合构成所述转动摩擦副。在桥梁在受力状态下发 生转动时，桥梁将载荷传递给上支座板11通过球冠衬板13和球面滑板121 与所述下支座板12之间发生相对转动，适应上部梁体结构的转动需求。

如图1至图5所示，所述滑动摩擦副包括平面滑板131；所述球冠衬板 13的上端为平面结构，所述平面滑板131嵌设在所述球冠衬板13的上端面， 平面滑板131的上端与所述上支座板11的下端面相贴合构成所述滑动摩擦 副，通过球冠衬板13、平面滑板131来适应上部梁体结构的滑动需求。

本申请所述的耐腐蚀合金球型支座1还包括锚固装置14，所述上支座板 11通过锚固装置14与桥梁底部固定连接，下支座板12通过锚固装置14固 定在桥墩上。

需要说明的是，所述耐腐蚀合金球型支座以上支座板11能够滑动的形 式分为横向活动型耐腐蚀合金球型支座、纵向活动型耐腐蚀合金球型支座、 固定型耐腐蚀合金球型支座和多向活动型耐腐蚀合金球型支座，其中所述耐 腐蚀合金球型支座均包括多个锚固装置14；优选地，每个所述耐腐蚀合金球 型支座均包括多个所述锚固装置14，多个所述锚固装置14在所述耐腐蚀合 金球型支座上均匀或不均匀分布；如图3所示，横向活动型耐腐蚀合金球型 支座在所述上支座板11纵向的两侧设有所述转动块15结构，这样上支座板 11就能够沿所述转动块15上导向滑板152的导向沿横向滑动；对应的如图 1和图2所示，纵向活动型耐腐蚀合金球型支座在所述上支座板11横向的两 侧设有所述转动块15结构，这样上支座板11就能够沿所述转动块15上导 向滑板152的导向沿纵向滑动；如图4所示，所述固定型耐腐蚀合金球型支 座在所述下支座板12的侧部和所述连接部111留下很小的缝隙，这样就能 够同时在横向和纵向上限定上支座板11和下支座板12之间的滑动，此时上 支座板11和下支座板12之间只具有相对转动，而不会有相对滑动；如图5 所示，所述多向活动型耐腐蚀合金球型支座上部不设置转动块15，这样上支 座板11和下支座板12之间还能够通过转动摩擦副进行相对转动，同时还可 以在横向和纵向上均能够相对滑动。

根据本发明的一个实施例，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分； 0.82～1.29重量份的镁，0～0.48重量份的铁，0～0.24重量份的铬，0～0.19 重量份的锌，0.91～1.45重量份的硅，0～0.09重量份的铜，0.61～1.11 重量份的锰，0～0.1重量份的钛，95.05～97.66重量份的铝。上述组分的 合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双级时效及滑动面等线速度滚压处理 等步骤制造得到所述耐腐蚀合金。该耐腐蚀合金材料的屈服强度、表面硬度 均优于不锈钢材料。

根据本发明的一个示例所述，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分： 0.82重量份的镁，0.91重量份的硅，0.61重量份的锰，97.66重量份的铝， 上述组分的合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双级时效及滑动面等线速 度滚压处理等步骤制造得到所述耐腐蚀合金。所述耐腐蚀合金的屈服强度为 285MPa，滑动面的粗糙度可达到Ra1.0um以下。

根据本发明的另一个示例，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分； 1.29重量份的镁，0.48重量份的铁，0.24重量份的铬，0.19重量份的锌， 1.45重量份的硅，0.09重量份的铜，1.11重量份的锰，0.1重量份的钛， 95.05重量份的铝。将上述组分的合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双 级时效及滑动面等线速度滚压处理等步骤制造得到所述耐腐蚀合金。所述耐 腐蚀合金的屈服强度为300MPa，滑动面的粗糙度为Ra0.8um。

根据本发明的又一个示例，所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分；0.9 重量份的镁，0.3重量份的铁，0.15重量份的铬，0.1重量份的锌，1.2重 量份的硅0.05重量份的铜，0.63重量份的锰，0.04重量份的钛，96.02重 量份的铝。将上述组分的合金材料经过热处理、拉伸去除应力、双级时效及 滑动面等线速度滚压处理等步骤制造得到所述耐腐蚀合金。所述耐腐蚀合金 的屈服强度为310MPa，滑动面的粗糙度为Ra0.7um。

综上所述，本发明提供的耐腐蚀合金球型支座包括上支座板、下支座板、 球冠衬板、转动摩擦副和第一滑动摩擦副，所述上支座板、下支座板和球冠 衬板均由耐腐蚀合金材料制成，这样能够实现转动摩擦副和滑动摩擦副高耐 磨、低滑动系数功能，因此无需焊接平面不锈钢滑板、导向不锈钢滑板和球 面不锈钢滑板，不存在支座板和不锈钢滑板之间不贴合导致的不锈钢滑板变 形的问题，提高了球型支座的可靠性，简化了球型支座结构，降低了材料成 本和制造成本。采用该合金材料具有优良的耐候性，支座表面无须进行表面涂装处理，具有很高的耐磨耐腐蚀性能，因此大大降低了支座板表面腐蚀损 坏的几率，不需要频繁地对支座板维护和修复，降低了球型支座的维护修复 成本。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和 简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特 定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可 以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的 具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明 的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述耐腐蚀合金球型支座包括上支座板、下支座板、球冠衬板、转动摩擦副和第一滑动摩擦副，所述球冠衬板的下端通过转动摩擦副与所述下支座板转动连接，上端通过第一滑动摩擦副与所述上支座板滑动连接；所述上支座板、下支座板和球冠衬板均由耐腐蚀合金材料制成。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述耐腐蚀合金球型支座还包括转动块、导向滑板和销钉，所述转动块位于上支座板和下支座板之间，所述销钉的一端嵌设在所述下支座板的外侧壁上，所述转动块的一侧设有安装孔，所述销钉的另一端位于所述安装孔内；所述转动块相对的另一侧与所述导向滑板固定连接，所述导向滑板与所述上支座板之间形成导向滑动摩擦副；所述转动块由耐腐蚀合金材料制成。

3.根据权利要求2所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述上支座板向下突出形成连接部，所述转动块位于所述下支座板的外侧壁和所述连接部之间，所述导向滑板和所述连接部的内侧壁之间形成所述导向滑动摩擦副。

4.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述转动摩擦副包括凹球面、下凸球面和球面滑板，所述下支座板的上端设有所述凹球面，所述球冠衬板的下端为与所述凹球面配合的下凸球面，所述凹球面的上端面嵌设有所述球面滑板；所述球面滑板与所述下凸球面相贴合构成所述转动摩擦副。

5.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述第一滑动摩擦副包括平面滑板；

所述球冠衬板的上端为平面结构，所述平面滑板嵌设在所述球冠衬板的上端面，所述平面滑板的上端面与所述上支座板的下端面相贴合构成所述第一滑动摩擦副。

6.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分；0.82～1.29重量份的镁，0～0.48重量份的铁，0～0.24重量份的铬，0～0.19重量份的锌，0.91～1.45重量份的硅，0～0.09重量份的铜，0.61～1.11重量份的锰，0～0.1重量份的钛，95.05～97.66重量份的铝。

7.根据权利要求6所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分：0.82重量份的镁，0.91重量份的硅，0.61重量份的锰，97.66重量份的铝。

8.根据权利要求6所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：所述耐腐蚀合金包括以下重量份的组分；1.29重量份的镁，0.48重量份的铁，0.24重量份的铬，0.19重量份的锌，1.45重量份的硅，0.09重量份的铜，1.11重量份的锰，0.1重量份的钛，95.05重量份的铝。

9.根据权利要求1所述的耐腐蚀合金球型支座，其特征在于：还包括锚固装置，所述上支座板和梁体、下支座板和墩台均通过所述锚固装置相连。